[发明专利]用于再生镀覆组合物的方法及再生装置

说明书

本发明涉及一种用于再生镀覆组合物的方法，其适于在基材上沉积至少一种第一金属，以及用于再生适于在所述基材上沉积所述至少一种第一金属的所述组合物的再生装置。此方法及装置用于再生组合物，所述组合物适于通过无电镀覆、即自催化镀覆金属在基材如塑料、陶瓷、玻璃及/或金属部件上产生金属膜如镍、钴或锡膜。

金属沉积数十年来是众所皆知的，且已先用于镀覆金属部件如管、接头、阀及类似物。这些金属沉积使用电解沉积形成，所述电解沉积使用外部电源且提供电流至部件以及与镀覆组合物接触的反电极。

发展无电镀覆，以在塑料与其它不导电基材上镀覆金属以及在具有局部金属区域但不能单独电接触的部件上镀覆金属。在此状况下，使用含有被镀覆的金属的离子和能够还原被镀覆的金属的还原剂的镀覆组合物。在工业中已广泛研究并使用此无电镀覆组合物。适于镀覆铜的无电镀覆组合物除了铜盐及铜离子的复合剂外，还含有甲醛为还原剂。这些溶液为高度碱性的。适于镀覆镍的无电镀覆组合物除了铜盐及铜离子的复合剂外，含有次磷酸盐或其酸、二甲基胺硼烷、硼氢化物或肼盐为还原剂。当使用次磷酸盐或其酸为还原剂，磷会并入镍沉积物，其可达沉积物的12at.％多。当使用二甲基胺硼烷或硼氢化物为还原剂，硼会并入镍沉积物，其可达沉积物的5at.％多。当使用肼盐为还原剂，镍沉积物基本上由纯镍组成，最终含有少量的氮(S.Yagi、K.Murase、S.Tsukimoto、T.Hirato、Y.Awakura：“Electroless Nickel Plating onto Minute Patterns of Copper Using Ti(IV)/Ti(III)Redox Couple”，J.Electrochem.Soc.，152(9)，C588-C592(2005))。

对于几乎不含任何杂质的镍的无电镀覆，已建议含有除了硫酸镍外还含有氯化钛(TiCl₃)为还原剂的镍镀覆组合物(M.Majima、S.Inazawa、K.Koyama、Y.Tani、S.Nakayama、S.Nakao、D.H.Kim、K.Obata：“Development of Titanium Redox Electroless Plating Method”，Sei Technical Review，54，67-70(2002)；S.Nakao、D.H.Kim、K.Obata、S.Inazawa、M.Majima、K.Koyama、Y.Tani：“Electroless pure nickel plating process with continuous electrolytic regeneration system”，Surface and Coatings Technology，169-170，132-134(2003)；S.Yagi等人，出处同上)。

M.Majima等人在出处同上的文献中提出无电镍镀覆组合物含有硫酸镍、三价氯化钛、柠檬酸三钠、次氨基三乙酸及胺基酸。组合物的pH为8-9且使用氢氧化铵调节。浴温度为50℃。提出的沉积速率为在约0.1至约0.2μm/h范围间。显示镍沉积可行性的实验使用聚氨酯泡沫进行。此导致多孔镍(Celmet)，其可用于电池的集电器。聚氨酯泡沫在无电镍沉积前经由将泡沫与Pd接触，所述Pa经由致敏剂-活化剂方法被吸收作为催化剂。

S.Yagi等人在出处同上的文献中提出在硅半导体部件上之微小图案进行镍沉积，其具有如160nm小的线及间距。此镀覆组合物相似于M.Majima等人者。

S.Nakao等人在出处同上的文献中更提出当未控制三价钛离子浓度时，沉积速率随镀覆时间增加而降低。此降低归因于三价钛离子浓度随时间降低，因为除了因镍沉积的消耗外，还有在溶液中溶解的氧的自发氧化。为了藉由三价钛离子浓度保持恒定以维持沉积速率恒定，此沉积溶液进行电性再生。显示用于此再生作用的装置包含镀覆浴为阴极液及硫酸钠溶液为阳极液与在二者间之含有离子交换膜的液体连接。